一種基于IA思想的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統在水工業(yè)中的應用

0、引言

現場(chǎng)總線(xiàn)的出現促進(jìn)了現場(chǎng)設備的數字化和網(wǎng)絡(luò )化，并且使現場(chǎng)控制的功能功咿大。它基本上可以很好地解決DCS所存在的問(wèn)題?；诂F場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品的控制系統（FCS）將是工業(yè)現場(chǎng)控制系統的發(fā)展方向。不過(guò)目前統一的總線(xiàn)通訊協(xié)議尚未形成，雖然現場(chǎng)總線(xiàn)在其它領(lǐng)域應用較多，如：智能建筑，但是在現場(chǎng)控制系統中應用的并不是十分廣泛。

針對目前控制系統中存在的問(wèn)題，考慮到長(cháng)遠發(fā)展趨勢和實(shí)際情況，國內已經(jīng)提出現場(chǎng)總線(xiàn)和DCS網(wǎng)絡(luò )集成的現場(chǎng)控制系統。同時(shí)，許多生產(chǎn)廠(chǎng)家推出了遠程智能I/O裝置，作為DCS向FCS發(fā)展的中間過(guò)度產(chǎn)品。

但不管怎樣改進(jìn)，其控制系統的可靠性都是通過(guò)單個(gè)設備的可靠性和關(guān)鍵部件的冗余來(lái)實(shí)現的。有鑒于此，我們借鑒了分布式人工智能領(lǐng)域中智能代理協(xié)同工作的思想，提出一種基于IA（Intelligent Agent）思想的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的研究思路。本文就該思路的學(xué)術(shù)構想、有關(guān)IA理論及其基于IA思想的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的工作原理和實(shí)施方案進(jìn)行了探討。

1、IA有關(guān)理論

隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )及其基于網(wǎng)絡(luò )的分布計算技術(shù)的發(fā)展，智能Agent技術(shù)已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。那究竟什么是Intelligent Agent呢？

廣義的Intelligent Agent包括人類(lèi)、物理世界里的移動(dòng)機器人和信息世界中的軟件機器人。狹義的Intelligent Agent是指信息世界中的軟件機器人或機器。具體地說(shuō)，能完成一定任務(wù)的一臺計算機就可算是一個(gè)Agento它是代表用戶(hù)或其他程序，以主動(dòng)服務(wù)的方式完成一組操作的機動(dòng)計算實(shí)體。這里講的“主動(dòng)服務(wù)”有兩層含義，一方面是指主動(dòng)適應：即在完成操作的過(guò)程中，利用關(guān)于操作對象的知識以及關(guān)于用戶(hù)意圖和偏好的知識；另一方面是指主動(dòng)代理：即對一些任務(wù)無(wú)須用戶(hù)發(fā)出具體指令，只要當前狀態(tài)符合某種條件，就可以代表用戶(hù)或其他程序完成相應的操作。

Intelligent Agent具有以下一些特性：

（1）代理性（Agent）；

（2）智能性（Intelligent）；

（3）自主性（Autonomy）；

（4）移動(dòng)性（Mobility）。

一個(gè)系統中一般有多個(gè)Intelligent Agent，這樣的系統就稱(chēng)為多Agent系統。多Agent系統必須找出一種使各個(gè)Agent能夠協(xié)同工作的適當方法。這種方法是建立在多個(gè)Agent系統資源共享和各Agent自主性之上的。雖然獨立的Agent有各自分散的目標、知識和推理過(guò)程，但它們之間必須有一種方法能夠相互協(xié)調、相互幫助以找到整個(gè)系統的目標。這樣，多個(gè)Agent完成整個(gè)系統目標的過(guò)程便稱(chēng)為多Agent之間的協(xié)作及協(xié)商[刻。它一直是多Agent系統研究的核心問(wèn)題。它的實(shí)現涉及到多Agent系統的組織結構、通信、開(kāi)發(fā)方法和智能體編程語(yǔ)言等問(wèn)題。

在此，我們最關(guān)心的是多Agent系統之間的通信。它包含3個(gè)方面的內容：通信范式、通信協(xié)議和通信語(yǔ)言。多Agent系統的通信范式有共享全局內存、消息傳遞及二者的結合。它的通信協(xié)議包含3種含義：網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議、高層交互行框架和對所交換的通信原語(yǔ)的約束。至于多Agent系統之間的通信語(yǔ)言有以下要求：形式簡(jiǎn)單，易于理解，語(yǔ)法可開(kāi)展，方便與其它系統集成，內容具有層次性，語(yǔ)義規范，能保證Agent間通信的可靠性和安全性等等。